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想当厨子的生物学家是个好黑客 前言
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将一个新生命带入世间永远都需要强大信念的力量。无论何时何地，父母始终需要坚信，未来会给自己的孩子带来更好的生活，至少不会更差。而现在，是个生儿育女颇为尴尬的时代。这个时代有很多让人悲观的因素，不知道父母是不是也能找到同样多的原因相信，未来孩子们会过上更高品质的生活。在人们的情感天平上，技术发展的希望和隐患其实势均力敌。
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几年前，《经济学人》杂志在封面文章中报道了RNA科学研究中的一些微小的前沿进展。在中学的生物课堂中，我学到DNA可以编码遗传信息，而RNA可以把这些信息传送到细胞里的一些特殊位置，在这里，遗传信息可以被翻译成组成我们身体结构的基本物质——蛋白质。然而这篇文章里提到，科学家们对RNA的最新了解包涵了“生物学大爆炸”理论。按照这篇文章的说法，生物学在本世纪的重要性堪比上世纪的核物理学。
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这种诱人标题确实能有效推销杂志，但这篇文章并没有足够的说服力，来让我相信RNA科学的进展能与分裂原子的技术相媲美。但随着对这门学科的了解逐步深入，我开始认同这篇文章里更宽泛的一个论断：生物学，尤其是分子生物学，将是我们这个时代最耀眼的一门科学。随着我对这门学科更加关注，我发现这个领域到处都潜伏着变革的生机。比如，可以长成任何组织的干细胞、能在几周内破译一个人的全部DNA中的约30亿条碱基对序列的测序手段、对疾病的基因根源的深刻了解、利用转基因手段孕育自然界没有的新生命。
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我惊异于这个领域还有多少新知等待我们去学习，未知的东西可能远比研究者能做的和已知的要多。关于生物的基本单位——细胞——的复杂性的每一个新进展，都让我们瞥见生物体更复杂的一面，除非触及已知知识的边界，科学家们才能意识到这种复杂性的存在。比如，调控遗传密码在全身表达的复杂信号通路、蛋白质精细的折叠模式、控制基因表达与基因沉默的微妙机制、癌细胞那种令人抓狂的飘忽——从进化上看来简直像自杀机器一样。生物学家面前有很多扇门，等着他们去打开。20世纪，人们忙于探索苍穹以及地球以外的世界。21世纪，我们转而向自身进发，了解生命及其复杂的秘密。也许我们并不能发现生物界的大爆炸理论，但一些勇猛的开拓者们可能会带领我们进行生物技术领域的登月之旅。
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登月的类比也许并不准确，2003年人类基因组计划的完成标志着人类在生物领域迈出了巨大的一步。可能当人类首次将两种不同生物的基因拼接在一起时，我们便已经获此殊荣，那时尼尔·阿姆斯特朗在月球迈出一小步也不过四年时间。也许，基因拼贴技术与内燃机的发明具有同等重大的意义，而人类基因组计划的重要性则可以与莱特兄弟首次试飞相提并论。20世纪航空航天技术实现了从基蒂霍克〔1〕到宇宙空间站的跨越，如果本世纪生物学也能够以此速度发展，那么一百年后，生命科学将会焕然一新。
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在我动笔写这本书的不久前，我参与了所有基因工程实验中风险最大的一项——成为一名父亲。当生命本身已经成了一个并不稳定的范畴，将新生命带入这个世界会让你产生一种奇怪的焦虑感。为人父母的都怕不可知的未来。不过，十几年前，怀疑自己儿子的遗传基因是不是被做了手脚仍然像是一种科幻妄想。靠谱的科学家不会说，生物工程师很快就能将马的基因转到人体内，好让人跑得更快，或者把鱼的基因转到人体内，好让我们能在水下呼吸。不过，这种漫画式的天马行空里也蕴藏着成为现实的可信性。“转基因人类”这个概念即便并不可信，至少也是可以理解的。鼓捣我们的遗传信息这种事情，感觉并不像是个基础科学问题，而是工程学问题。科学家们能描绘出如何实现的粗糙草图，不过具体的细节操作，他们就需要继续摸索了。
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尽管我们一时还意识不到，但试图描绘完整的遗传蓝图的史诗般的探索已经在进行中，并将会改变我儿子和他这一代人的生活。他们将是基因图谱绘制完成后出生的第一代人。在理解图谱上基因的意义和功能上所作出的任何努力，都标志着我们又进一步了解了特定的自我。同时，每一个发现也意味着，我们在改造自身的道路上迈进了一步，改造之法必然会同时掀起希望和恐惧。我想去了解我儿子的未来会是什么样子。这本书的主题就是探讨未来的样子，以及通往未来的指路人。
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〔1〕美国北卡罗来纳州的一座城镇，是莱特兄弟试飞成功的地方。——译者注
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想当厨子的生物学家是个好黑客 第一部分 黑客／开源
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地球上破坏性最强的力量潜藏于DNA中。不信？2009年，猪流感爆发不过五天，寄生在猪身上的这种病毒只是换了换几个基因的位置，就让墨西哥全国瘫痪了。学校放假、教堂关门，就连墨西哥城著名的墨西哥独立日游行都被迫取消了。
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在美国，感染新型病毒的几十例流感患者使航空公司股价大跌。权威评论员也念叨着，经济复苏会因为猪流感爆发而停滞。俄罗斯和中国禁止从美国进口猪肉。欧洲国家也警告民众慎重选择北美游。
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接下来的几周，人们发现新型猪流感病毒并非之前害怕的那样致命。不过它制造社会经济混乱的潜力绝对毋庸置疑。病毒是世界上最原始的生命形式，而仅仅是其遗传密码中几个字母消失不见或者互换位置，它就能改头换面。这一小段被打乱的DNA，立刻受到一国政治、经济和社会机构的强烈关注，其影响力之大毫不逊色于战争、金融危机或者自然灾害。
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这些社会灾难就像黑暗骑士〔1〕一样让人难以安枕。但是，瘟疫是比其它几种灾难更可怕的梦魇。我们的肉眼看不到病原体，听觉嗅觉也对它们无能为力，但它们却无处不在。这些致病微生物毫无良知，丧心病狂地到处传播，残酷无情。我们感到自己只能被动挨打，甚为恐惧。
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不过试想一下，如果我们对此能有一点掌控力，如果我们能亲眼看到温和无害的DNA片段上是如何发生遗传变异，产生出致命细菌，而且不仅能看到，还能了解甚至改变这个过程，那事情会如何发展。
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疾病预防控制中心（CDC）首次宣布检测到猪流感三天后，麦肯齐·考威尔（Mackenzie Cowell）在推特（Tweet）上发表了一条微博表达自己的不满：“@CDCemergency（即疾病预防控制中心应急准备，译者注）拒绝回答与H1N1病毒基因组序列特征有关的问题。”
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在一个可能的全球性瘟疫的攻势中，需要担心的事很多，相比之下，考威尔的担心略显含糊，也似乎不那么重要。但是，这位看上去有些顽劣24岁的年轻人坚信，自己成百上千的微博粉丝明白他的隐忧，也明白这一问题为何如此重要。
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考威尔是DIYbio组织的发起者之一。这个组织的大本营在马萨诸塞州的坎布里奇市，考威尔和其他成员认为，生物技术非常重要，不能只被专家据为己有。也就是说，他们觉得政治和官僚主义使最新研究发现转化为有益应用这个过程变得极为繁琐，所以高校、公司和政府在进行生物科学研究和应用时，会束手束脚，困难重重。这些人也相信，计算机科学、遗传学和工程学正在快速融为一体，很快就会让没有硕博学位的玩客（tinkerer）和发烧友们足不出户便能玩转复杂的遗传工程技术。
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但是在猪流感爆发的情况中，DIYbio的成员们更担心另一件事情：病毒导致的传染病马上要肆虐全球了，可CDC根本不愿公布病毒的遗传信息。
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在过去的十年中，科学家在破解DNA和人体奥秘等方面进展神速。科学家发现，DNA中的信息全部由A、C、T、G这四个字母编码而成，这些字母代表不同的脱氧核苷酸〔2〕，30亿对脱氧核糖核苷酸组成了人类DNA，人类基因组计划这项惊天动地的项目历时13年，花费2.7亿美元，于2003年顺利完成。猪流感爆发的时候，某家公司只要花几周时间和5万美金便能完成一个人全部DNA的测序工作。更先进的计算机、软件和光学系统是使遗传数据爆炸成为可能的主要技术原因。随着海量信息的不断积累，生物学家注意到控制电脑的代码和编码生命指令的基因之间，具有惊人的相似性。遗传学家得到的信息越多，越会忍不住把DNA视为生命的软件。也许我们的血肉之躯就像计算机一样，里面运行着世界上最复杂的代码。
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考威尔建立的这个组织，以及DIYbio在旧金山、纽约和其他地方的分支中的成员自称为生物黑客（biohacker）。他们对于人类和计算机之间的共性欣然接受，并认为，如果计算机可以用程序控制，而生物和计算机也没多大差别，那生命同样可以被编程。生物领域中的“黑客行为”并没有任何贬义色彩，它不意味着非法闯入系统、窃取他人信息或者践踏隐私，和传播计算机病毒更是绝对无关。DIYbio成员们所倡导的生物黑客行为是单纯依靠智慧而非体制，用优美、有创造性、独立的设计方案来研究生物学。这个方案就是“黑客”。黑客们解决问题不需要任何高端的实验室设备、政府资金支持或者同行评审，他们需要的只是尽可能多的行动、观察和思考。黑客就诞生在创意达人圈子的某个角落里。生物黑客的信条指出，黑客方案的实现，只需要让大众有权使用相关工具，有权学习相关知识，以及行使这种权力的自由。全球性传染病一触即发之时，没有什么比猪流感本身更值得一“黑”的了。
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但让生物黑客能放手行动的前提条件是，猪流感病毒的基因组序列必须开源。因此，很需要敦促CDC公开序列，这能让任何愿意对猪流感重拳出击的人大显身手。开源软件的支持者们极力主张，他们的运动展示出了聚集创意头脑们集思广益的优越性。他们认为，抛开了所有权的严格制约后，好点子就源源不断了。这种做法让我们有了Linux——一个能取代Windows的快速有趣又免费的操作系统。
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与此同时，权利集中的官僚主义会因利益驱动而舍弃好点子，它们将代码放在体制内高度保密，最后我们就只能用Windows Vista，这个很快就被彻底遗忘的XP的升级版。与考威尔一样的生物黑客相信，把这种模式套用到对付猪流感当中，也能得到最快速有效的解决方法。而如果把猪流感交给政府机构和大型制药公司，那么很可能，有最好点子的那个家伙完全没有解决问题的机会。
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